JP4737056B2 - ダンパー装置、ダンパー装置の設計方法、制振構造、制振方法 - Google Patents
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Description
また、粘弾性体が負担する荷重も小さくなるため、ストッパーに大きな荷重が作用して、ストッパーが破損したり、ストッパーより衝撃音や振動が発生したりする虞がある。
図1は、本実施形態のダンパー装置10の設置状況を示す模式図である。同図に示すように、ダンパー装置10は、柱梁構造1の面内対角線方向に取付けられた第1のブレース部材20及び第2のブレース部材30の間に介装されることで、ブレース部材に組み込まれている。ダンパー装置10は、以下に説明するように柱梁構造1が変形しようとする際に作用する圧縮力又は引張力に抵抗して、エネルギーを吸収することにより、柱梁構造1を制振することができる。
そして、次式(1)に基づき、粘弾性体140のせん断破断変形δを算出する。
δ=t×ε…(1)
そして、粘弾性体140のせん断変形が上記の式(1)で算出したせん断破断変形δに到達する時点又はその直前でストッパー170が機能するようにクリアランスCを設定する。これにより、粘弾性体140の温度が繰り返し荷重により上昇し、粘弾性体140の剛性が低下した場合にも、せん断ひずみがせん断破断ひずみを超える前にストッパー170が機能する。
次に、摩擦ダンパー200の静止摩擦力が、粘弾性ダンパー100のせん断ひずみがせん断破断ひずみの1/3〜1/2となるような荷重になるように摩擦ダンパー200を設計する。
粘弾性体130がせん断破断ひずみ又はその近くに達するまでせん断変形することができるため、粘弾性ダンパー100がより大きな荷重を負担することができ、ストッパー170に過大な荷重が作用することがなく、ストッパー170が破損するのを防止できる。また、粘弾性体130が摩擦ダンパー200の静止摩擦力に到達するまで抵抗しており、摩擦ダンパー200への力の流れがスムーズに行われるため、ストッパー170を構成するストッパー板材160の開口の縁に突部150が激しく衝突することがなく、ストッパー170において大きな衝撃音や振動が発生するのを防止できる。
また、摩擦ダンパー500は、第2の板材420に接続された第3の板材450と、第3の板材450と一部が重なり合うように設けられた第4の板材470と、第3の板材450と第4の板材470との間に介装された摩擦材460と、第3の板材450及び第4の板材470を挟みこむように押圧する皿ばねユニット480とで構成される。
なお、上記の説明では、ダンパー装置をブレース状及び間柱状に組み込んだ場合について説明したが、これに限らず、柱梁架構に設けられた壁状に組み込む(すなわち、上記の間柱を柱間に亘るように設ける)ことも可能である。
30 第2のブレース部材 40 束材
100 粘弾性ダンパー 110 第1のH型鋼
120 第1の板材 130 第2の板材
140 粘弾性体 150 突部
160 ストッパー板材 170 ストッパー
200 摩擦ダンパー 210 第2のH型鋼
220 第3の板材 230 摩擦材
240 皿ばねユニット 300 連結部材
400 粘弾性ダンパー 410 第1の板材
420 第2の板材 430 粘弾性体
440 ストッパー 450 第3の板材
460 摩擦材 470 第4の板材
480 皿ばねユニット 500 摩擦ダンパー
600 ダンパー装置
Claims (6)
- 入力される振動荷重に応じて粘弾性体がせん断変形することにより振動エネルギーを吸収する粘弾性ダンパーと、摩擦ダンパーとが直列に接続されたダンパー装置であって、
前記粘弾性ダンパーは、前記粘弾性体のせん断ひずみがせん断破断ひずみに達する時点又はその直前で、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げるストッパーを備え、
前記摩擦ダンパーの静止摩擦力が、前記粘弾性ダンパーのせん断ひずみがせん断破断ひずみの1/3〜1/2となるような荷重に設定されていることを特徴とするダンパー装置。 - 入力される振動荷重に応じて粘弾性体がせん断変形することにより振動エネルギーを吸収する粘弾性ダンパーと、摩擦ダンパーが直列に接続されたダンパー装置であって、
前記粘弾性ダンパーは、前記粘弾性体の厚みをt、前記粘弾性体のせん断破断ひずみをεとしたとき、前記粘弾性体のせん断変形が(t×ε)に達する時点又はその直前で、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げるストッパーを備え、
前記摩擦ダンパーの静止摩擦力が、前記粘弾性ダンパーのせん断ひずみがせん断破断ひずみの1/3〜1/2となるような荷重に設定されていることを特徴とするダンパー装置。 - 入力される振動荷重に応じて粘弾性体がせん断変形することにより振動エネルギーを吸収し、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げるストッパーを備えた粘弾性ダンパーと、摩擦ダンパーとが直列に接続されたダンパー装置の設計方法あって、
前記粘弾性ダンパーを構成する粘弾性体のせん断ひずみがせん断破断ひずみに到達する時点又はその直前で、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げるようにストッパーを配置し、
前記摩擦ダンパーの静止摩擦力を、前記粘弾性ダンパーのせん断ひずみがせん断破断ひずみの1/3〜1/2となるような荷重に設定することを特徴とするダンパー装置の設計方法。 - 入力される振動荷重に応じて粘弾性体がせん断変形することにより振動エネルギーを吸収し、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げるストッパーを備えた粘弾性ダンパーと、摩擦ダンパーとが直列に接続されたダンパー装置の設計方法あって、
前記粘弾性ダンパーを構成する粘弾性体の厚みをt、前記粘弾性体のせん断破断ひずみをεとしたとき、前記粘弾性体のせん断変形が(t×ε)に到達する時点又はその直前で、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げるようにストッパーを配置し、
前記摩擦ダンパーの静止摩擦力を、前記粘弾性ダンパーのせん断ひずみがせん断破断ひずみの1/3〜1/2となるような荷重に設定することを特徴とするダンパー装置の設計方法。 - 請求項1又は2に記載のダンパー装置が柱梁構造にブレース状、間柱状、又は壁状に組み込まれていることを特徴とする制振構造。
- 制振対象物の、振動時に互いに相対変位する2つの部位の間に、入力される振動荷重に応じて粘弾性体がせん断変形することにより振動エネルギーを吸収する粘弾性ダンパーと、摩擦ダンパーとを直列に設置し、
前記粘弾性体のせん断ひずみがせん断破断ひずみに達する時点又はその直前で、前記粘弾性体のせん断変形の進行を妨げ、
前記摩擦ダンパーの静止摩擦力を、粘弾性ダンパーのせん断ひずみがせん断破断ひずみの1/3〜1/2となるような荷重に設定することを特徴とする制振方法。
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